Chip-on-Board- (COB-) Montage – bei der ein nackter Die direkt auf das Substrat gebondet und anschließend mit Glob-Top vergossen wird – löst eine bestimmte Reihe von technischen Problemen effektiv, führt jedoch an anderer Stelle zu Einschränkungen. Für Ingenieure, die COB gegenüber herkömmlichen Verfahren abwägenSMTBei BGA-Gehäusen beruht die Entscheidung im Allgemeinen auf fünf praktischen Faktoren: Platzbedarf, Kostensensitivität bei hohen Stückzahlen, erwartete Nacharbeitsanforderungen, Anforderungen an den Umweltschutz sowie die Entwurfskomplexität und der Zeitplan, die ein Team zu tragen bereit ist. Die folgenden Abschnitte untersuchen, wie jeder Faktor für oder gegen COB ins Gewicht fällt.
Fußabdruck-Beschränkungen
COB eliminiert die Verpackungsschicht zwischen Die und Leiterplatte, sodass die montierte Grundfläche nahezu der Größe des Dies selbst entspricht. Wo die verfügbare Leiterplattenfläche der begrenzende Faktor ist – Wearables, kompakte Sensormodule, tragbare Messgeräte – ist diese Platzeffizienz häufig die Hauptbegründung für die Wahl von COB gegenüber einerverpackte integrierte SchaltungWo das Gehäuse ausreichend Platz für ein standardmäßiges QFN bietet,BGAoder SOIC-Gehäuse, wiegt dieser Vorteil weniger schwer, und die verbleibenden Faktoren werden entscheidender.
Kostensensitivität bei Produktionsmengen
Bare Dies sind oft günstiger pro Einheit als ihre verpackten Gegenstücke, da die Kosten für das Packagesubstrat, das Leadframe und das Vergießen entfallen. COB erfordert jedoch Drahtbonding-Ausrüstung, Die-Attach-Materialien und Glob-Top-Dispensing – Prozessschritte mit eigenen Investitions- und Einrichtungskosten, die sich anders skalieren als die reinen Die-Kosten. Bei niedrigen bis mittleren Stückzahlen können fixe Prozessgemeinkosten die Einsparungen durch Bare Dies aufheben. Bei höheren Stückzahlen neigen sich die Einsparungen pro Einheit bei der Verpackung zu kumulieren. Der entscheidende Faktor ist spezifisch für die jeweiligen Die-Kosten, die Zielstückzahl und die Prozessgemeinkosten und sollte mit realen Zahlen modelliert werden, statt anzunehmen, dass COB von vornherein die kostengünstigere Option ist.
Überarbeitungs- und Reparaturüberlegungen
Dieser Faktor ist häufig ausschlaggebend und spricht gegen COB. Sobald ein Die istdrahtgebondetUnd da es in Glob-Top eingekapselt ist, kann es nicht in der Art eines verpackten Bauteils nachgearbeitet werden, das entfernt und erneut verlötet werden kann. Ein defekter Die führt typischerweise dazu, dass die Baugruppe an dieser Stelle verworfen wird, anstatt sie zu reparieren. Wenn Vor-Ort-Wartbarkeit eine Anforderung ist oder wenn der Die-Ertrag noch nicht gut charakterisiert ist und Nacharbeitsflexibilität in der frühen Produktion wertvoll ist, bringt COB ein zusätzliches Risiko mit sich. Wenn der Die gut charakterisiert ist und die Baugruppe auf dieser Ebene als nicht reparierbar behandelt wird, hat diese Sorge weniger Gewicht.
Anforderungen an Verkapselung und Umweltschutz
Glob-TopDie Vergussmasse erfüllt eine funktionale Aufgabe, die über das Aussehen hinausgeht: Sie schützt den blanken Chip und die Drahtbonds vor Feuchtigkeit, Verunreinigungen und mechanischer Belastung, wenn kein hermetisches Gehäuse vorhanden ist. Bei Produkten, die Feuchtigkeit, Vibrationen oder Handhabung unter Einsatzbedingungen ausgesetzt sind, stellt dieser Schutz einen echten Vorteil von COB gegenüber einem ungeschützten Chip dar. Der Vorteil fällt weniger ins Gewicht, wenn sich das Produkt bereits in einem gut abgedichteten Gehäuse befindet, das selbst einen Umweltschutz bietet, wodurch der zusätzliche Nutzen von Glob-Top geringer ausfällt.
Komplexität des Designs und Entwicklungszeitplan
COB führt Layout-Regeln für Bondpads, Überlegungen zu Drahtbond-Schleifenhöhe und Sperrbereichen sowie Glob-Top-Vergussmustern ein, die in einem Standardlayout mit verpackten Bauteilen nicht erforderlich sind. Es hängt außerdem von der qualifizierten Die-Attach- und Drahtbond-Fähigkeit des EMS-Partners ab und in den meisten Fällen von einer etablierten Lieferkette für geprüfte, fehlerfreie Dies. Wenn der Zeitplan eng ist und das Designteam nur begrenzte Vorerfahrung mit nackten Dies hat, sollten zusätzliche Design-for-Assembly-Iterationen eher frühzeitig eingeplant werden, als erst während der DFM-Prüfung auf sie zu stoßen.
Wenn COB nicht die richtige Wahl ist
COB ist eine schlechte Wahl in Anwendungen, in denen eine Reparierbarkeit im Feld erforderlich ist, in denen der Die-Ertrag noch nicht nachgewiesen ist und Rework-Flexibilität in frühen Fertigungsphasen wertvoll ist oder in denen die Leiterplattenfläche nicht wirklich begrenzt ist. In letzterem Fall liefert ein standardmäßig verpacktes Bauteil oft eine gleichwertige Leistung bei einfacherer Beschaffung, leichterem Rework und ohne Abhängigkeit von Wire-Bond-Prozessen. COB sollte auch überdacht werden, wenn einer Organisation eine etablierte Lieferkette für „known-good die“ des konkret benötigten Bauteils fehlt, da Beschaffungsunsicherheit die Vorteile des Packaging-Ansatzes überwiegen kann. Unter diesen Umständen sind herkömmliche SMT- oder BGA-Montage im Allgemeinen die pragmatischere Wahl und keine Notlösung.
Abwägung der Faktoren insgesamt
Kein einzelner Faktor bestimmt das Ergebnis isoliert. Platzbedarf, Kosten, Reparierbarkeit, Schutz und Designreife müssen gemeinsam im Hinblick auf das jeweilige Produkt und das betreffende Produktionsvolumen bewertet werden. Für Teams, die sich dieser Entscheidung nähern, ist die Überprüfung der zugrunde liegenden Prozess- und Fähigkeitsdetails ein sinnvoller nächster Schritt.
Für Engineering-Teams, die COB mit alternativen Verpackungsansätzen vergleichen, kann das Assembly-Team von PCBCart spezifische Designanforderungen prüfen und Beratung zu Die-Attach-, Wire-Bond- und Verkapselungsfähigkeiten anbieten.Reichen Sie Ihre Projektdetails einum ein Angebot und eine Leistungsbewertung für Ihre Anwendung zu erhalten.
Nützliche Ressourcen
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